ИСТИНА

К настоящему моменту для исследования локальной атомной структуры вещества разработан обширный комплекс экспериментальных методик, среди которых спектроскопия EXAFS - Extended X-ray Absorption Fine Structure играет ключевую роль. Данный метод основан на возбуждении внутреннего уровня атома вещества и регистрации результата когерентного рассеяния фотоэлектрона на ближайшем окружении. Анализ EXAFS спектров позволяет определять параметры локальной атомной структуры – парциальные координационные числа, длины химической связи и параметры ее дисперсии. Для анализа EXAFS спектров существует несколько программных продуктов [1, 2], с помощью которых удается получать количественные результаты с достаточно хорошей точностью. Эта информация может иметь решающую роль при синтезе функциональных материалов наноразмерного масштаба. При этом исследование локального окружения легких элементов (Z<12) c использованием рентгеновского излучения может быть затруднительно, поскольку в этом случае необходимо использовать линию мягкого и/или ультрамягкого рентгена. В качестве альтернативы рентгеновского может быть использовано возбуждение моноэнергетичным потоком электронов. В этом случае регистрируется результат когерентного рассеяния вторичного электрона на локальном окружении возбуждаемого атома, в результате спектры по своей природе аналогичны EXAFS. Данный вид спектроскопии называется EXELFS - Extended Electron Energy Loss Fine Structure. Изменение энергии и/или угловой геометрии падающего электронного потока позволяет проводить анализ локальной атомной структуры с вариацией глубины анализа. При этом процедура обработки спектров, полученных в режиме «на просвет», максимально приближена к EXAFS. В режиме отражения от поверхности появляется необходимость учета эффекта мультипольности электронных переходов, что может усложнить этап предварительной обработки экспериментального сигнала. В настоящей работе проведено исследование локальной атомной структуры системы металл/легкий элемент (на примере соединений Ti, TiH2, Ti2AlC) используя экспериментальные данные как EXAFS, так и EXELFS спектроскопии. Особенность данного подхода заключается в том, что спектр К-края титана получен из экспериментальных EXAFS-данных, а спектры M2,3 края титана и К-края легкого элемента, в нашем случае углерода и кислорода, получены из экспериментальных EXELFS данных. Работа выполнена в рамках государственного задания Российской Федерации (НИР № 121030100002-0). Исследования EXELFS проводились в центре коллективного пользования «Поверхность и новые материалы» УдмФИЦ УрО РАН. EXAFS-исследования проводились в центре коллективного пользования «СЦСТИ» на базе новосибирского комплекса ВЭПП-4-ВЭПП-2000, ИЯФ СО РАН.